CN108316471A - 一种梁柱铰接连接节点 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种梁柱铰接连接节点，属于钢结构领域。所述梁柱铰接连接节点利用固定组件、固定牛腿和第一弹性缓冲片，通过固定组件和加劲板固定在钢柱上，第二板体和第三板体设置在第一板体的内侧板面上，第二板体与第三板体夹持钢梁的第一翼缘，使得钢梁的第一翼缘固定在第二板体与第三板体之间，钢梁不能绕着以与第一翼缘、第二翼缘以及腹板平行的方向为轴线进行转动，由于钢梁的第二翼缘连接到顶板上，使得钢梁在受外力时，可以以固定牛腿为支撑点，通过对第一弹性缓冲片的挤压，实现钢梁绕着与第一翼缘和第二翼缘平行、与腹板垂直的方向为轴线进行转动，提高了结构的安全性，消除了结构上的安全隐患。

Description

一种梁柱铰接连接节点

技术领域

本发明涉及钢结构领域，特别涉及一种梁柱铰接连接节点。

背景技术

简支梁是工程中常用的一种梁结构，钢梁通过两端的铰接节点与钢柱连接。理想状态下的铰接节点的结构示意图如图1所示，通过在钢柱的面上设置有水平支撑座a和两根杆体b，使得钢梁的一端可以架设在支撑座a上，并通过杆体b固定，钢梁可以实现：(1)绕着与两翼缘平行且与腹板垂直的方向为轴线进行自由转动，如图1中的x轴；(2)不能绕着以与两翼缘和腹板均平行的方向为轴线进行自由转动，如图1中的z轴。

实际工程中常用铰接节点的结构示意图，如图2和图3所示，铰接节点包括第一角钢c、第二角钢d和至少两列螺栓e，通过将第一角钢c的一个侧边和第二角钢d的一个侧边对称在钢梁腹板的两侧，第一角钢c的另一个侧边和第二角钢d的另一个侧边分别通过螺栓e固定在柱上，实现节点连接。

在实现本发明的过程中，本发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

实际工程中的铰接节点虽然可以实现钢梁与钢柱之间的连接，但是如此设置，钢梁不能绕着与两翼缘平行且与腹板垂直的方向为轴线进行转动，与理论模型不符，结构体系的受力与计算设定上存在一定地差异，造成了一定地安全隐患。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种梁柱铰接连接节点，可以实现钢梁绕着与两翼缘平行且与腹板垂直的方向为轴线进行转动，提高结构的安全性。

具体而言，包括以下的技术方案：

一种梁柱铰接连接节点，所述节点包括：固定组件、固定牛腿和第一弹性缓冲片，其中，

所述固定组件包括第一板体、第二板体和第三板体，所述第一板体的侧端面与钢柱连接，所述第二板体和所述第三板体连接到所述第一板体的内侧板面；

所述第一弹性缓冲片被夹持在所述第一板体的内侧板面和钢梁的第一翼缘的外侧面之间，所述第二板体与第三版体夹持所述钢梁的第一翼缘；

所述固定牛腿包括顶板和连接到所述顶板的外侧板面的至少两个加劲板，所述至少两个加劲板的侧端面和所述顶板的侧端面与所述钢柱连接，所述钢梁的第二翼缘连接到所述顶板。

可选择地，所述节点还包括：第二弹性缓冲片，所述第二弹性缓冲片被夹持在所述顶板的内侧面与所述钢梁的第二翼缘的外侧面之间。

可选择地，所述第一弹性缓冲片与所述钢梁的第一翼缘的外侧面之间通过胶结连接；所述第二弹性缓冲片与所述顶板的内侧面之间通过胶结连接。

可选择地，所述节点还包括：至少一对螺栓，每对所述螺栓以所述钢梁的腹板所在面为对称面对称贯穿所述顶板、所述第二弹性缓冲片和所述钢梁的第二翼缘。

可选择地，所述节点还包括：螺母，所述螺栓的外壁上设置有外螺纹，所述螺母的内壁上设置有与所述外螺纹配合的内螺纹。

可选择地，所述节点还包括：垫片，所述垫片套设在所述螺栓上，且位于所述螺母与所述钢梁的第二翼缘的内侧面之间。

可选择地，所述第一板体的侧端面焊接在所述钢柱上，所述加劲板的侧端面和所述顶板的侧端面焊接在所述钢柱上；。

可选择地，所述固定组件包括：所述第一板体包括分离的第一子板体和第二子板体，所述第二板体和第三板体分设在所述第二子板体和第一子板体的内侧板面上。

可选择地，所述第一子板体和所述第三板体连接成第一角板，所述第二子板体和所述第二板体连接成第二角板。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果：

本发明实施例的梁柱铰接连接节点利用固定组件、固定牛腿和第一弹性缓冲片，通过第一板体的侧端面、加劲板的侧端面和顶板的侧端面与钢柱连接，使得固定组件和固定牛腿固定在钢柱上；通过第二板体和第三板体设置在第一板体的内侧板面上，第二板体与第三板体夹持钢梁的第一翼缘，使得钢梁的第一翼缘固定在第二板体与第三板体之间，钢梁不能实现绕着以与第一翼缘、第二翼缘以及腹板平行的方向为轴线进行转动，由于钢梁的第二翼缘连接到顶板上，使得钢梁在受到外力时，可以以固定牛腿为支撑点，通过对第一弹性缓冲片的挤压，实现钢梁绕着与第一翼缘和第二翼缘平行、与腹板垂直的方向为轴线进行转动，结构更符合理想状态下的铰接节点的结构，提高了结构的安全性，消除了结构上的安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为理想状态下铰接节点的结构示意图；

图2为实际工程中常用铰接节点的正视结构示意图；

图3为实际工程中常用铰接节点的俯视结构示意图；

图4为本发明实施例提供的第一种梁柱铰接连接节点的结构拆分图；

图5为本发明实施例提供的第一种梁柱铰接连接节点在安装后的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的第二种梁柱铰接连接节点的结构拆分图；

图7为本发明实施例提供的第二种梁柱铰接连接节点在安装后的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的第三种梁柱铰接连接节点的结构拆分图；

图9为本发明实施例提供的第三种梁柱铰接连接节点在安装后的结构示意图。

图中的附图标记分别表示为：

1、固定组件；

101、第一板体；

1011、第一子板体；

1012、第二子板体；

102、第二板体；

103、第三板体；

104、第一角板；

105、第二角板；

2、固定牛腿；

201、加劲板；

202、顶板；

3、第一弹性缓冲片；

4、钢柱；

5、钢梁；

501、第一翼缘；

502、第二翼缘；

503、腹板；

6、第二弹性缓冲片；

7、螺栓；

8、螺母；

9、垫片；

a、支撑座；

b、杆体；

c、第一角钢；

d、第二角钢；

e、螺栓。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种梁柱铰接连接节点，其结构拆分示意图如图4所示，其在安装后的结构示意图如图5所示，包括：固定组件1、固定牛腿2和第一弹性缓冲片3。

其中，固定组件1包括第一板体101、第二板体102和第三板体103，第一板体101的侧端面与钢柱4连接，第二板体102和第三板体103连接到第一板体101的内侧板面；

第一弹性缓冲片3被夹持在第一板体101的内侧板面和钢梁5的第一翼缘501的外侧面之间，第二板体102与第三板体103夹持钢梁5的第一翼缘501；

固定牛腿2包括顶板202和连接到顶板202的外侧板面的至少两个加劲板201，至少两个加劲板201的侧端面和顶板202的侧端面与钢柱4连接，钢梁5的第二翼缘502连接到顶板202上。

需要说明的是，在本发明实施例中，以靠近钢梁5的中心为内，以远离钢梁5的中心为外。

因此，本发明实施例的一种梁柱铰接连接节点利用固定组件1、固定牛腿2和第一弹性缓冲片3，通过第一板体101的侧端面、加劲板201的侧端面和顶板202的侧端面与钢柱4连接，使得固定组件1和固定牛腿2固定在钢柱4上；通过第二板体102和第三板体103设置在第一板体101的内侧板面上，第二板体102与第三板体103夹持钢梁5的第一翼缘501，使得钢梁5的第一翼缘501固定在第二板体102与第三板体103之间，钢梁5不能实现绕着以与第一翼缘501、第二翼缘502以及腹板503平行的方向为轴线进行转动；由于钢梁5的第二翼缘502连接到顶板202上，使得钢梁5在受到外力时，可以以固定牛腿2为支撑点，通过对第一弹性缓冲片3的挤压，实现钢梁5绕着与第一翼缘501和第二翼缘502平行、与腹板503垂直的方向为轴线进行转动，结构更符合理想状态下的铰接节点的结构，提高了结构的安全性，消除了结构上的安全隐患。

需要说明的是，第二板体102的长度和第三板体103的长度都大于第一弹性缓冲片3的厚度和第一翼缘501的厚度之和，且在本发明实施例中，第一板体101、第二板体102和第三板体103的厚度可以为大于等于10mm，优选为20mm。

基于上述装置，下面对本发明实施例的梁柱铰接连接节点的结构进行进一步地描述说明：

为了确保固定组件1和固定牛腿2与钢柱4之间的连接稳定，第一板体101的侧端面焊接在钢柱4上，使得固定组件1可以牢固固定在钢柱4上；加劲板201的侧端面和顶板202的侧端面焊接固定在钢柱4上，使得固定牛腿2可以牢固固定在钢柱4上。

为了使得本发明实施例的梁柱铰接连接节点的结构更符合理想状态下的铰接节点的结构，节点还包括：第二弹性缓冲片6，第二弹性缓冲片6被夹持在顶板202的内侧面与钢梁5的第二翼缘502的外侧面之间，如图4或图5所示。

如此设置，使得钢梁5绕着与第一翼缘501和第二翼缘502平行、与腹板503垂直的方向为轴线进行转动时，第二翼缘502挤压第二弹性缓冲片6，可以增大钢梁5的转动幅度，更符合理想状态下的铰接节点的结构。

需要说明的是，为了确保第一弹性缓冲片3和第二弹性缓冲片6的稳定固定，第一弹性缓冲片3与钢梁5的第一翼缘501的外侧面之间通过胶结连接；第二弹性缓冲片6与顶板202的内侧面之间通过胶结连接，使得第一弹性缓冲片3和第二弹性缓冲片6的牢固固定。

同时，第一弹性缓冲片3和第二弹性缓冲片6的材质均可以为具有弹性的橡胶片，厚度均可以为6～30mm，优选为10mm。

为了使得钢梁5的第二翼缘502固定在顶板202上，节点还包括：至少一对螺栓7，每对螺栓7以钢板5的腹板503所在面为对称面对称贯穿顶板202、第二弹性缓冲片6和钢梁5的第二翼缘502。

举例来说，可以利用一对螺栓7，使得两根螺栓7以腹板503所在面为对称面对称设置，如图4或图5所示。

本领域技术人员可以理解的是，螺栓7的数量可以根据实际使用的钢梁5的翼缘的长度来确定，所有螺栓7平行对称设置在腹板503的两侧，且所有螺栓7处于同一条直线上，以确保钢梁5可以固定在固定牛腿2上。

在本发明实施例中，螺栓7可以为直径为30mm的M30螺栓，便于安装与拆卸。

为了与螺栓7配合，节点还包括螺母8，螺母8的数量与螺栓7的数量相同，螺栓7的外壁上设置有外螺纹，螺母8的内壁上设置有与外螺纹配合的内螺纹，每根螺栓7可以自下而上从两两加劲板201之间贯穿顶板202、第二弹性缓冲片6和钢梁5的第二翼缘502后，通过螺母8与螺栓7之间的螺纹配合实现固定，如图5所示。

相对应的，为了与螺母8配合，节点还包括垫片9，垫片9的数量与螺栓7和螺母8的数量相同，垫片9套设在螺栓7上，且位于螺母8与钢梁5的第二翼缘502的内侧面之间，如图5所示。

如此设置，便于螺母8的拆卸与安装，避免在安装或拆卸时花费过多的时间在拆卸和安装螺母8上。

在本发明实施例中，垫片9的厚度可以为10mm～35mm之间，优选为30mm。

基于上述对于本发明实施例的梁柱铰接连接节点结构的进一步描述说明，对于固定组件1而言，固定组件1的结构除了有上述一种可能的实施方式外，还可以有多种不同的实施方式，具体如下：

在一种可能的实施方式中，梁柱铰接连接节点的结构拆分图如图6所示，其安装后的结构示意图如图7所示，第一板体101包括分离的第一子板体1011和第二子板体1012，第二板体102和第三板体103分设在第二子板体1012和第一子板体1011的内侧板面上，从而形成了两个T型板体。

如此设置，通过第二板体102和第三板体103夹持住钢梁5的第一翼缘501，可以使得钢梁5的第一翼缘501固定在第二板体102和第三板体103之间，使得钢梁5不能实现绕着以第一翼缘501、第二翼缘502以及腹板503平行的方向为轴线进行转动。

在另一种可能的实施方式中，梁柱铰接连接节点的结构拆分图如图8所示，其安装后的结构示意图如图9所示，第一子板体1011和第三板体103连接成第一角板104，第二子板体1012和第二板体102连接成第二角板105。

如此设置，使得钢梁5不能实现绕着以第一翼缘501、第二翼缘502以及腹板503平行的方向为轴线进行转动。

在整体结构上，节点的各个组成部分要确保牢固性、稳定性和耐压性，因此，优选为钢材质。

在实际使用过程中，以图4和图5中的结构为例，其安装过程如下：

首先，将加劲板201的侧端面和顶板202的侧端面焊接到钢柱4上；

其次，将钢梁5的第二翼缘502放在顶板202上，用一对螺栓7从下向上贯穿顶板202、第二弹性缓冲片6和钢梁5的第二翼缘502和垫片9，使得钢梁5的一端置于固定牛腿2上；

再次，上紧螺母8；

最后，将第一板体101的侧端面焊接到钢柱4上，第二板体102与第三板体103夹持钢梁5的第一翼缘501，完成安装。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种梁柱铰接连接节点，其特征在于，所述节点包括：固定组件(1)、固定牛腿(2)和第一弹性缓冲片(3)，其中，

所述固定组件(1)包括第一板体(101)、第二板体(102)和第三板体(103)，所述第一板体(101)的侧端面与钢柱(4)连接，所述第二板体(102)和所述第三板体(103)连接到所述第一板体(101)的内侧板面；

所述第一弹性缓冲片(3)设置被夹持在所述第一板体(101)的内侧板面和钢梁(5)的第一翼缘(501)的外侧面之间，所述第二板体(102)与所述第三板体(103)夹持所述钢梁(5)的第一翼缘(501)；

所述固定牛腿(2)包括顶板(202)和连接到所述顶板(202)的外侧板面的至少两个加劲板(201)，所述至少两个加劲板(201)的侧端面和所述顶板(202)的侧端面与所述钢柱(4)连接，所述钢梁(5)的第二翼缘(502)连接到所述顶板(202)。

2.根据权利要求1所述的梁柱铰接连接节点，其特征在于，所述节点还包括：第二弹性缓冲片(6)，所述第二弹性缓冲片(6)被夹持在所述顶板(202)的内侧面与所述钢梁(5)的第二翼缘(502)的外侧面之间。

3.根据权利要求2所述的梁柱铰接连接节点，其特征在于，所述第一弹性缓冲片(3)与所述钢梁(5)的第一翼缘(501)的外侧面之间通过胶结连接；所述第二弹性缓冲片(6)与所述顶板(202)的内侧面之间通过胶结连接。

4.根据权利要求2所述的梁柱铰接连接节点，其特征在于，所述节点还包括：至少一对螺栓(7)，每对所述螺栓(7)以所述钢梁(5)的腹板(503)所在面为对称面对称贯穿所述顶板(202)、所述第二弹性缓冲片(6)和所述钢梁(5)的第二翼缘(502)。

5.根据权利要求4所述的梁柱铰接连接节点，其特征在于，所述节点还包括：螺母(8)，所述螺栓(7)的外壁上设置有外螺纹，所述螺母(8)的内壁上设置有与所述外螺纹配合的内螺纹。

6.根据权利要求5所述的梁柱铰接连接节点，其特征在于，所述节点还包括：垫片(9)，所述垫片(9)套设在所述螺栓(7)上，且位于所述螺母(8)与所述钢梁(5)的第二翼缘(502)的内侧面之间。

7.根据权利要求1所述的梁柱铰接连接节点，其特征在于，所述第一板体(101)的侧端面焊接在所述钢柱(4)上；所述加劲板(201)的侧端面和所述顶板(202)的侧端面焊接在所述钢柱(4)上。

8.根据权利要求1所述的梁柱铰接连接节点，其特征在于，所述第一板体(101)包括分离的第一子板体(1011)和第二子板体(1012)，所述第二板体(102)和第三板体(103)分设在所述第二子板体(1012)和第一子板体(1011)的内侧板面上。

9.根据权利要求8所述的梁柱铰接连接节点，其特征在于，所述第一子板体(1011)和所述第三板体(103)连接成第一角板(104)，所述第二子板体(1012)和所述第二板体(102)连接成第二角板(105)。